KR102169456B1

KR102169456B1 - 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강

Info

Publication number: KR102169456B1
Application number: KR1020180158646A
Authority: KR
Inventors: 김진석; 이용헌; 김동훈
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-10-23
Also published as: KR20200070936A

Abstract

표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강이 개시된다. 개시된 페라이트계 스테인리스강은 중량%로, C: 0.02% 이하(0은 제외), Si: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.2 내지 0.6%, Ti: 0.15 내지 0.3%, Cr: 17 내지 26%, Ni: 0.6% 이하(0은 제외), Nb: 0.35 내지 0.6%, N: 0.05% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
식(1): 2.7 ≤ (Mn+Si)/Ti ≤ 7.5
(여기서, Mn, Si, Ti는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

Description

표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강{FERRITIC STAINLESS STEEL WITH IMPROVED SURFACE QUALITY}

본 발명은 페라이트계 스테인리스강에 관한 것으로, 특히 내부산화물을 억제하여 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강에 관한 것이다.

일반적으로, 페라이트계 스테인리스 강은 Cr 함량에 따라 저Cr 페라이트계 스테인리스 강과 고Cr 페라이트 스테인리스 강으로 구별된다. 통상 Cr 함량이 11 내지 14중량%인 경우를 저Cr 페라이트 스테인리스 강이라고 하며, Cr 함량이 17 내지 26중량%인 경우를 고Cr 페라이트계 스테인리스 강이라고 한다.

Cr 함량에 따라서 소둔 열처리 시 형성되는 스케일의 특성이 변화하므로, Cr 함량에 따른 산세 방법을 달리 수행해야 한다. 일반적으로 저Cr 페라이트 스테인리스강의 경우 소둔 열처리 시 스케일이 두껍게 형성되며, 고Cr 페라이트 스테인리스강의 경우 소둔 열처리 시 스케일의 두께가 저Cr 페라이트 스테인리스강에 비하여 상대적으로 얇게 형성된다.

특히, 내부 산화는 산소가 합금 내부로 확산되어 합금 원소와 석출물을 형성하는 것이다. 내부산화물은 용질 원소(solute metal)의 산화에 대한 자유에너지 변화가 모재금속(base metal)의 산화에 대한 자유에너지 변화보다 작아야 발생한다.

또한, 내부 산화는 모재금속이 산소에 대한 용해도가 높고 확산이 용이하게 일어나 산소와 모재금속이 반응할 수 있으며, 용질 원소의 농도가 낮아서 외부 산화가 일어나지 않아야 발생한다.

한편, Ti과 Al을 포함하는 페라이트계 스테인리스강은 내부 산화물이 형성되어, 산세 후에도 표면에 일부 잔류하여 표면 백색도를 저하시킨다. 또한, 내부 산화물을 완전히 제거하기 위해서는 페라이트계 스테인리스강 모재를 많이 용해시켜야하는 문제가 있었다.

본 발명의 실시예들은 합금성분 및 파라미터를 제어함으로써 내부산화물의 형성을 억제하여 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.02% 이하(0은 제외), Si: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.2 내지 0.6%, Ti: 0.15 내지 0.3%, Cr: 17 내지 26%, Ni: 0.6% 이하(0은 제외), Nb: 0.35 내지 0.6%, N: 0.05% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 (1)을 만족한다.

식(1): 2.7 ≤ (Mn+Si)/Ti ≤ 7.5

(여기서, Mn, Si, Ti는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, Al: 0.06% 이하(0은 제외)를 더 포함하고, 하기 식 (2)를 만족할 수 있다.

식(2): Al/Ti ≤ 0.17

(여기서 Al, Ti는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 산세 후, 표층부 Ti함량이 0.3% 이하일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 백색도가 77 이상 일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 내부산화물의 생성을 억제함으로써 산세 이후에 내부산화물 잔류를 억제할 수 있으며, 이에 따라 페라이트계 스테인리스강의 표면품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 비교예 4 (a) 및 실시예 1 (b)에 따른 강의 소둔스케일 형상을 전자현미경을 이용하여 촬영한 사진이다.
도 2는 비교예 11의 표층부 단면 형상을 촬영한 사진이다.
도 3은 GDS 분석장치를 통한, 산세 후 페라이트계 스테인리스강판의 표층부 Ti 분석 결과를 나타내는 그래프이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

통상적으로, 스테인리스 냉연 강판을 제조함에 있어서, 강판 상에 형성된 산화 스케일을 제거하여 미려한 표면 품질을 얻고, 강판의 내식성을 향상시키기 위하여, 브러쉬 처리 또는 쇼트볼 블라스팅과 같은 물리적 디스케일링, 황산나트륨, 황산 또는 질산 전해질 등을 사용하는 전해 디스케일링, 염욕 또는 혼산 등에 의한 화학적 디스케일링 등의 다양한 방법이 수행되고 있는데, 이러한 과정을 통틀어서 '산세 공정' 이라고 한다.

한편, 페라이트계 스테인리스강의 사용 용도에 따라 Ti가 첨가되면 내부 산화물이 형성되고, 산세 공정 후에도 표면에 일부 잔류함으로써 표면 백색도를 저하시켜 냉연 소둔 강판의 표면품질 문제가 발생한다.

본 발명자들은 Cr을 17 중량% 이상 함유하는 고Cr 페라이트계 스테인리스강의 산세성을 개선하기 위하여, Si, Mn, Ti의 함량을 제어하여 산세 이후에 내부산화물 잔류를 억제함으로써 페라이트계 스테인리스강의 표면품질을 향상시키고자 하였다.

본 발명의 일 측면에 따른 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.02% 이하(0은 제외), Si: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.2 내지 0.6%, Ti: 0.15 내지 0.3%, Cr: 17 내지 26%, Ni: 0.6% 이하(0은 제외), Nb: 0.35 내지 0.6%, N: 0.05% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예에서의 함금성분 함량의 수치 한정 이유에 대하여 설명한다. 이하에서는 특별한 언급이 없는 한 단위는 중량%이다.

C의 함량은 0.02% 이하(0은 제외)이다.

탄소(C)는 침입형 고용강화 원소로서 페라이트계 스테인리스강의 강도를 향상시킨다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 강재의 강도가 지나치게 상승하여 연성을 저하시키므로, C의 상한을 0.02%로 한정할 수 있다.

Si 의 함량은 0.3 내지 0.6%이다.

규소(Si)는 제강 시 용강의 탈산을 위해 필수적으로 첨가되는 합금원소이며 강도와 내식성을 향상시키는 동시에, 페라이트 상을 안정하는 원소이다. 본 발명에서는 외층 스케일과 모재 사이에 연속적인 Si 산화물을 형성하기 위하여 Si을 0.3% 이상 첨가한다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 연성 및 성형성이 저하되는 문제가 있어, 본 발명에서는 그 상한을 0.6%로 한정한다.

Mn의 함량은 0.2 내지 0.6%이다.

망간(Mn)은 열처리 시 페라이트계 스테인리스강의 표층부에 균일한 스케일을 형성하는 원소로, 본 발명에서는 0.2% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 페라이트계 스테인리스강의 표면부 외층에 Mn-Cr 스피넬 산화물이 두껍게 형성되어 그 상한을 0.6%로 한정할 수 있다.

Ti의 함량은 0.15 내지 0.3%이다.

티타늄(Ti)은 탄소(C)와 질소(N)와 같은 침입형 원소와 우선적으로 결합하여 석출물(탄질화물)을 형성함으로써, 강 중 고용 C 및 고용 N의 양을 저감하고 강의 내식성 확보에 효과적인 원소로, 본 발명에서는 0.15% 이상 첨가한다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 내부산화물 형성이 용이해져 산세 후 강 스케일과 모재 계면 하부에 내부 산화물이 잔류하는 원인이 되고, 인성이 저하되는 문제가 있는 바, 그 상한을 0.3%로 한정할 수 있다.

Cr의 함량은 17 내지 26%이다.

크롬(Cr)은 스테인리스강의 내식성 향상 원소 중 가장 많이 함유되어 기본이 되는 원소로, 내식성의 발현을 위해서는 17% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 열연 시 치밀한 산화 스케일 생성으로 스티킹(Sticking) 결함이 발생하는 문제가 있고, 제조원가가 상승하는 문제가 있는 바, 그 상한을 26%로 한정할 수 있다. 본 발명에서는 17 내지 26% 범위의 고 Cr 페라이트계 스테인리스강에 한정한다.

Ni의 함량은 0.6% 이하(0은 제외)이다.

니켈(Ni)은 오스테나이트 안정화 원소로써 제강공정에서 고철로부터 불가피하게 반입되는 원소로써, 본 발명에서는 불순물로 관리한다. Ni은 C, N와 같이 오스테나이트상을 안정화 시키는 원소로서 부식속도를 늦추어 내식성을 향상시키는 원소이나, 스크랩 용해 과정에서 일부 혼입될 수 있는 가능성을 고려하여 그 상한을 0.6%로 한정할 수 있다.

Nb의 함량은 0.35 내지 0.6%이다.

니오븀(Nb)은 탄소(C)와 질소(N)와 같은 침입형 원소와 우선적으로 결합하여 석출물(탄질화물)을 형성함으로써, 강 중 고용 C 및 고용 N의 양을 저감하고 강의 내식성 확보에 효과적인 원소로, 본 발명에서는 페라이트계 스테인리스강의 고온 강도를 확보하기 위해 0.35% 이상 첨가한다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 소둔 시 계면에 산화물층이 두꺼워져 산세성이 저하되는 문제가 있는 바, 그 상한을 0.6%로 한정할 수 있다.

N의 함량은 0.05% 이하(0은 제외)이다.

질소(N)는 탄소와 마찬가지로 침입형 고용강화 원소로서 페라이트계 스테인리스 강의 강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 열간압연 시 오스테나이트상을 석출하여 재결정을 촉진시키는 역할을 하는 원소로서 그 함량이 과도할 경우, 강의 연성을 저하시키는 문제가 있어 그 상한을 0.05%로 한정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, Al: 0.06% 이하(0은 제외), P: 0.03% 이하(0은 제외), S: 0.005% 이하(0은 제외)를 더 포함할 수 있다.

Al 의 함량은 0.06% 이하(0 제외)이다.

알루미늄(Al)는 페라이트상 안정화 원소로, 강력한 탈산제로써 용강 중 산소의 함량을 낮추는 역할을 하나, 그 함량이 과도할 경우, 상온 연성을 저하시키는 문제가 있어 그 상한을 0.06%로 한정할 수 있다.

P의 함량은 0.03% 이하이다.

인(P)은 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로, 산세 시 입계 부식을 일으키거나 열간가공성을 저해하는 주요 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 P 함량의 상한을 0.03% 이하로 관리한다.

S의 함량은 0.005% 이하이다.

황(S)은 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로, 결정립계에 편석되어 열간가공성을 저해하는 주요 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 S 함량의 상한을 0.005% 이하로 관리한다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 불가피한 불순물로는 예를 들면, P(인), S(황) 등을 들 수 있다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 합금조성을 만족하는 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강은 하기 식 (1)을 만족한다.

식(1): 2.7 ≤ (Mn+Si)/Ti ≤ 7.5

(여기서, Mn, Si, Ti는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

(Mn+Si)/Ti 가 2.7 미만인 경우에는 Ti를 과다하게 포함하여 Ti로 인하여 내부산화물이 발생하게 된다. 이에 따라 산세 후, 강 표면부에 홀이 일정이상 깊이로 생성되게 된다. (Mn+Si)/Ti 가 7.5를 초과하는 경우에는 Mn과 Si을 과다하게 포함하여 연성과 성형성이 저하될 수 있다.

이와 같이 Mn, Si와 Ti의 함량을 제어하는 식(1)을 도입함으로써, Ti로 인하여 발생하는 내부산화물을 억제하고, 소둔스케일형성 초기에 형성되는 Mn산화물에 의해 이상산화를 억제할 수 있으며, 스케일과 모재 계면에 연속적인 Si 산화물층을 형성하여 강에 형성되는 내부산화를 억제할 수 있다.

또한, 개시된 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스강은 하기 식 (2)를 만족한다.

식(2): Al/Ti ≤ 0.17

(여기서 Al, Ti는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

Ti 첨가 페라이트계 스테인리스강에서 내부산화물의 주요성분은 Ti과 Al 이며, Al함량이 높아질수록 Ti, Al 내부산화물 형성이 촉진된다. 따라서 Al/Ti 비를 0.17 이하로 한정한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스강은 다음과 같은 방법으로 제조된다.

중량%로, C: 0.02% 이하(0은 제외), Si: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.2 내지 0.6%, Ti: 0.15 내지 0.3%, Cr: 17 내지 26%, Ni: 0.6% 이하(0은 제외), Nb: 0.35 내지 0.6%, N: 0.05% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 (1)을 만족하는 슬라브를 제조하고, 제조한 슬라브를 통상의 열간 압연온도에서 5 내지 8mm로 열간 압연을 한다. 이후 1020 내지 1040℃에서 열연소둔을 진행하고 0.8 내지 2mm 두께로 냉간 압연을 진행한다. 이후, 1020 내지 1040℃에서 냉연소둔을 진행한다. 이후, 산세를 진행한다.

식(1): 2.7 ≤ (Mn+Si)/Ti ≤ 7.5

(여기서, Mn, Si, Ti는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

실시예

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

하기 표 1의 조성을 가지는 슬라브를 제조하고, 제조된 슬라브를 열간 압연 및 열연 소둔한 다음 냉간 압연하고, 1,050℃에서 2분 30초간 냉연 소둔하여 2.0mm 냉연소둔강판을 얻었다.

이 후, 상기 발명강 및 비교강의 냉연소둔강판을 중성염농도 200g/L 80^oC 용액에서 인가전류 8A/dm² 으로 +,-,+로 교번하여 60초 동안 전해산세하고, 질산 80g/L, 불산 10g/L 이 혼합된 40^oC 혼산에서 40초 침적한 조건 하에서 산세를 진행한다.

구분	C	Si	Mn	Ni	Cr	Nb	Ti	N	Al
실시예 1	0.008	0.55	0.5	0.15	18.0	0.35	0.25	0.0099	0.025
실시예 2	0.008	0.6	0.45	0.15	17.8	0.35	0.27	0.0110	0.023
실시예 3	0.008	0.4	0.51	0.15	17.9	0.52	0.22	0.0093	0.031
실시예 4	0.008	0.35	0.25	0.15	17.9	0.45	0.22	0.0093	0.001
실시예 5	0.008	0.35	0.2	0.15	17.9	0.38	0.15	0.0093	0.001
비교예 1	0.008	0.42	0.25	0.15	17.9	0.48	0.29	0.0096	0.056
비교예 2	0.009	0.52	0.52	0.15	18.0	0.51	0.15	0.0097	0.03
비교예 3	0.008	0.43	0.30	0.16	17.9	0.48	0.26	0.010	0.048
비교예 4	0.008	0.31	0.27	0.15	17.9	0.53	0.28	0.010	0.025
비교예 5	0.008	0.21	0.5	0.15	17.8	0.48	0.28	0.0097	0.05
비교예 6	0.008	0.42	0.51	0.15	17.9	0.5	0.15	0.010	0.04
비교예 7	0.009	0.43	0.5	0.15	17.9	0.48	0.26	0.0099	0.05
비교예 8	0.009	0.15	0.24	0.17	18.1	0.49	0.23	0.0096	0.025
비교예 9	0.008	0.1	0.23	0.15	17.8	0.5	0.24	0.0098	0.046
비교예 10	0.008	0.05	0.26	0.15	17.9	0.5	0.26	0.0096	0.055
비교예 11	0.008	0.2	0.26	0.16	17.9	0.5	0.2	0.0097	0.001
비교예 12	0.009	0.36	0.49	0.15	17.9	0.5	0.21	0.0098	0.053

식(1) 및 식(2)를 계산하여 표 2에 나타내었다.

냉연 소둔 강판의 산세 과정에서 형성된 내부산화물의 형상은 투과 전자현미경(Transmission Electron Microscope, TEM)을 통하여 관찰 하였고, 산세 후의 잔류 내부산화물은 GDS(Glow Discharge Spectroscope)분석을 통하여 표층부 Ti 함량으로 분석하였다.

또한, 표면　백색도는 색차계(color difference meter)를 이용하여 측정하였으며, 내부산화물 잔류가 표면 색도에 미치는 영향을 함께 확인하여 하기 표 2에 나타내었다.　백색도(L값)가 100에 가까울수록 백색을 나타내고, 0에 가까울수록 어두운 색상을 나타냄을 의미한다.　

구분	식(1)	식(2)	Ti함량(%)	백색도(L)
실시예 1	4.20	0.10	0.28	77
실시예 2	3.89	0.09	0.3	77
실시예 3	4.14	0.14	0.21	78
실시예 4	2.73	0.005	0.2	78
실시예 5	3.67	0.01	0.16	78
비교예 1	2.31	0.19	2.9	69
비교예 2	6.93	0.20	2.5	71
비교예 3	2.81	0.18	2.8	69
비교예 4	2.07	0.09	1.9	73
비교예 5	2.54	0.18	2.8	69
비교예 6	6.20	0.27	1.7	74
비교예 7	3.58	0.19	1.6	73
비교예 8	1.70	0.11	1.5	74
비교예 9	1.38	0.19	1.8	73
비교예 10	1.19	0.21	1.9	73
비교예 11	2.30	0.01	0.8	75
비교예 12	4.05	0.25	1.3	74

본 발명에서는 외장재 소재로 페라이트계 스테인리스강을 적용하기 위해, 백색도(L)를 77 이상 확보하고자 하였다.

실시예 1 내지 5는 (Mn+Si)/Ti 값이 4.20, 3.89, 4.14, 2.73, 3.67인 경우로 식(1)을 만족하고, 표층부 Ti함량이 0.28% 이하로 측정되어, 모재의 Ti 함량과 크게 차이가 나지 않는다.

또한, 실시예 1 내지 5는 Al/Ti값이 0.10, 0.09, 0.14, 0.005, 0.01 인 경우로 식(2)를 만족하여, 내부산화물이 잔류하지 않아 표면 백색도가 77이상으로 측정되어 표면 품질이 우수함을 확인할 수 있다.

비교예 5, 8 내지 11은 Si함량이 0.30%에 미달하여, 식(1)을 만족하지 못한 경우로 표층부 Ti함량이 0.3%를 초과하여, 백색도 값이 77 미만으로 본 발명의 실시예에 비해 낮게 측정된 것을 확인할 수 있다.

비교예 1, 4, 5, 8 내지 11은 식(1)을 만족하지 못한 경우로 표층부 Ti함량이 0.8 내지 2.9%로 0.3%를 초과하여, 백색도 값이 77 미만으로 본 발명의 실시예에 비해 낮게 측정된 것을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 1 및 4는 성분계를 만족하지만, (Mn+Si)/Ti 값이 2.31, 2. 07인 경우로 식 (1)을 불만족하였다.

또한, 비교예 1 내지 3, 5 내지 7, 9, 10 및 12는 식(2)를 만족하지 못한 경우로 표층부 Ti함량이 1.3 내지 2.9%로 0.3%를 초과하여, 백색도 값이 77 미만으로 본 발명의 실시예에 비해 낮게 측정된 것을 확인할 수 있다.

이러한 백색도 값은 표면을 황색으로 보이는 문제를 일으켜 외장재 소재로 사용하기 어렵다.

도 1은 비교예 4(a) 및 실시예 1(b)에 따른 강의 소둔스케일 형상을 전자현미경을 이용하여 촬영한 사진이다.

도 1을 참조하면, 검정색으로 표시된 백금(Pt) 코팅층 하부에 스케일층이 형성되어 있다. 실시예 1의 경우에는 산세 이후에 내부산화물이 존재하지 않으나, 비교예 4의 경우에는 스케일층 및 스케일층과 모재 사이의 계면 하부에 내부산화물이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

또한, 비교예 4의 경우에는 Si 산화물층이 불연속적으로 형성되었으나, 실시예 1의 경우에는 소둔 스케일과 모재 계면에 Si 산화물층이 연속적으로 형성된 것을 확인할 수 있다.

도 2는 비교예 11의 표층부 단면 형상을 촬영한 사진이다.

도 2에서, 점선과 화살표로 표시한 것은 내부산화물인 티타늄-알루미늄 산화물(Ti_xAl_1-xO_y)이다.

도 2를 참조하면, 산세 후 표층부 및 모재 내부에 내부산화물이 잔류하고 있음을 확인할 수 있다.

도 3은 GDS 분석장치를 통한, 산세 후 페라이트계 스테인리스강판의 표층부 Ti 분석 결과를 나타내는 그래프이다.

도 3을 참조하면, 비교예 11은 실시예 2의 보다 표층부 Ti함량이 높은 것을 확인할 수 있다.

도 3을 참조하면, Ti 첨가강의 경우 산세 후에도 티타늄계 내부산화물이 표면에 일부 잔류하는 것을 알 수 있다. 표 1에서 비교예 11는 (Mn+Si)/Ti 값이 2.30으로 낮은 것을 확인할 수 있는데, 이와 같이 Ti 함량에 비해 Si 함량이 낮은 경우 표층부에 Ti 산화물이 형성되는 것을 방지할 수 없고, 혼산 침지 단계에서의 산세가 어려움을 예상할 수 있었다.

이에 비해, 실시예 2의 경우, 표층부 Ti 함량이 모재의 Ti 함량과 크게 차이가 나지 않는다. 이는 Si 산화물층을 형성하여 Ti 산화물이 형성되는 것을 방지하였기 때문이다.

결론적으로, 개시된 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스강은 식(1)을 도입함으로써 Si와 Ti의 함량을 제어하여, Ti로 인하여 발생하는 내부산화물을 억제하여 페라이트계 스테인리스강의 산세 후 표면품질을 향상시킬 수 있다.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

중량%로, C: 0.02% 이하(0은 제외), Si: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.2 내지 0.6%, Ti: 0.15 내지 0.3%, Cr: 17 내지 26%, Ni: 0.6% 이하(0은 제외), Nb: 0.35 내지 0.6%, N: 0.05% 이하(0은 제외), Al: 0.06% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강에 있어서,
상기 페라이트계 스테인리스강은 산세 후 표층부 Ti 함량이 0.3% 이하인 것을 특징으로 하는 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강.
식(1): 2.7 ≤ (Mn+Si)/Ti ≤ 7.5
(여기서, Mn, Si, Ti는 각 원소의 중량%를 의미한다.)
식(2): Al/Ti ≤ 0.17
(여기서 Al, Ti는 각 원소의 중량%를 의미한다.)
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제1항에 있어서,
백색도가 77 이상인 표면품질이 향상된 페라이트계 스테인리스강.